WO2005026815A1

WO2005026815A1 - 光路切換装置

Info

Publication number: WO2005026815A1
Application number: PCT/JP2004/013172
Authority: WO
Inventors: Masayuki Togawa; Morio Kobayashi
Original assignee: Nabtesco Corporation
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2005-03-24
Also published as: JPWO2005026815A1; US7561799B2; US20050201750A1; CA2521131A1

Abstract

従来の障害時光路切換装置は、個別のパッケージ部品を用いて構成しており、また各部品間の接続をファイバピグテイル接続によって行っているために、装置が大型化するとともに高価になっているという課題があった。これを解決するために、パッケージングしてない小型の要素部品で構成したことと、要素部品を１枚のプラットフォーム上に組み付けたことと、要素部品間を光ビームで結合することで光ファイバ接続を不要したことにより課題を解決している。

Description

明細書

光路切換装置

技術分野

[0001] 本発明は、光通信ネットワーク、光 LANなどの光通信分野において障害時に回線を切り換えるために使用する障害時光路切換装置に関するものである。

背景技術

[0002] 光通信ネットワークでは、光通信信号を伝送して!/、る現用回線に障害が発生した場合、予備回線に切り換えて通信に支障が生じな、ようにして、る。

図 1は、ポイント ·ツー ·ポイント光通信ネットワークで採用されて、る 1 + 1障害回復方式を説明する図であり、 a)は障害のない場合、 b)は障害が発生した場合を説明する図である。

1 + 1障害回復方式は、光送信機 1と、光受信機 2と、光ファイバ力ブラ 3と、光フアイノからなる現用回線 4と、光ファイバからなる予備回線 5と、障害時光路切換装置 6と、受信側回線 9とからなる。光送信機 1からの光通信信号 7は、光ファイバ力ブラ 3で現用回線 4と予備回線 5の光通信信号 7— 1と 7— 2に分岐される。障害がない通常時には障害時光路切換装置 6は現用回線 4力の光通信信号 7 - 1を受信光通信信号 8として受信側回線 9経由で光受信機 2に送るようにしている。一方、現用回線 4に障害 9が発生したときには障害時光路切換装置 6は予備回線 5からの光通信信号 7— 2 を受信光通信信号 8として受信側回線 9経由で光受信機 2に送るようにする。

[0003] 図 2は障害時光路切換装置 6のブロックダイアグラムであり、現用回線 4、予備回線 5、受信側回線 9、光タップ回路 11—1と 11— 2、フォトダイオード 12— 1と 12— 2、入力ポート数が 2で出力ポート数が 1の光スィッチ 13、電気配線 14—1と 14— 2、エレクト口 -クス 15、電気配線 16からなる。

通常時には現用回線 4の光通信信号 7— 1が光スィッチ 13を介して受信側回線 9に送出されている。このとき、現用回線 4の光通信信号の一部（通常 5%以下の光通信信号パワー）が光タップ回路 11—1で取り出され、フォトダイオード 12— 1で電気信号に変換され、電気配線 14— 1を介してエレクトロニクス 15に送られている。エレクトロニタス 15は、フォトダイオード 12—1からの電気信号を常時監視することで現用回線 4の光通信信号 7— 1の伝送状態を監視する。もしも電気信号が受信できなくなったときには現用回線 4に障害が発生したと判断し、エレクトロニクス 15は電気配線 16を介して光スィッチ 13に光スィッチ切換の電気信号を送出する。その結果、光スィッチ 13の光路が切り換えられて予備回線 5からの光通信信号 7— 2が光スィッチ 13を介して受信側回線 9に送られるようになる。

[0004] 現用回線 4の障害が取り除かれた時にはフォトダイオード 12— 1から再び電気信号が送られるようになるので、エレクトロニクス 15は電気配線 16を介して光スィッチ 13に光スィッチ切換の電気信号を送出し、現用回線 4力の光通信信号 7— 1が受信側回線 9に送られるように戻す。このようにして光通信ネットワークの障害が復旧する。尚、予備回線 5についても上述の現用回線 4の場合と同様に、エレクトロニクス 15は光タップ回路 11— 2、フォトダイオード 12— 2を介して入力される電気信号を常時監視することにより予備回線 5の光通信信号 7 - 2の伝送状態を監視する。

[0005] 図 3は、図 2の障害時光路切換装置ブロック図を装置化した場合の従来例を説明する図である。従来の障害時光路切換装置は、光タップ回路として機能する光フアイバカプラ 21—1と 21— 2と、フォトダイオード 22—1と 22— 2と、光スィッチ 23と、電気配線 24-1と 24-2と、エレクトロニクス 25と、電気配線 26とカゝらなる。これらはプリント板 28に組み付けられている。光ファイバカップラ 21— 1と 21— 2と、フォトダイオード 22— 1と 22— 2と、光スィッチ 23は、それぞれファイバビグティル構造の部品を用いている。そのためにこれらの部品は、図示のように、光ファイバ接続部 27— 11, 27-12, 27 -21, 27— 22にお、て融着法ある、は接着法により接続されて!、る。

フォトダイオード 22— 1, 22— 2とエレクトロニクス 25とは電気配線 24— 1, 24— 2で接続されて!、る。エレクトロニクス 25と光スィッチ 23とは電気配線 26で接続されて、る。光ファイバカップラ 21—1、 21-2,及び光スィッチ 23のファイバビグティルは、図示のように、光コネクタ 29— 1, 29— 2及び 29— 3と接続されている。このように構成された従来の障害時光路切換装置は、現用回線 4に障害が発生すると予備回線 5に切り換えて光通信信号を支障なく受信側回線 9に送出する機能を有する。

特許文献 1：特開 2001— 350105号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 近年、光通信機器は設備設置面積を少なくすることが大きな課題になって、る。光通信用機器は、その容積が小さい程設置費用と運用費用を節減できることが分かつており、光通信機器に組み込まれる障害時光路切換装置も小型化が必要になっている。

しかし、従来の障害時光路切換装置は大型で高価であるという欠点があった。以下具体的に説明する。

従来の障害時光路切換装置で用いている光ファイバ力ブラ、フォトダイオード、光スイッチはそれぞれ個別部品の形態になっており、それぞれ部品毎に信頼性を確保するためにパッケージングが必要である。そのためそれぞれの部品が大型化しており、またパッケージングのための部材ゃ工数が必要なため高価になっている。

またそれぞれの部品はファイバビグティル構造になっているため部品間を融着法あるいは接着法によりファイバ接続する必要がある力最低でも 3cm程の接続作業スぺースを要するので部品を接近して配置できず大型化して、る。また狭、スペースでの光ファイバ接続は高度な技術を要するので作業費用が高価になっている。

また図 3では見やすくするために光ファイバ予長処理を示して、な、が、光ファイバは急激に曲げられないので光ファイバに余裕を持たせるための光ファイバ予長処理が必要になり、障害時光路切換装置が一層大型化してしまう。

以上のことから従来の障害時光路切換装置は大型になっており、また高価になっている。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するため、請求項 1に係る発明は、光入力手段、光路切換手段、光出力手段、光分岐手段および光信号検出手段を有する光路切換装置において、前記光入力手段、光路切換手段、光出力手段、光分岐手段、光信号検出手段のうち少なくとも 2つをプラットフォームに組み付けたことを特徴とする。

請求項 2に係る発明は、前記光入力手段および光出力手段はレンズ作用を持つ部材を含んでヽることを特徴とする。請求項 3に係る発明は、前記光入力手段から出た光束が略平行であることを特徴とする。

請求項 4に係る発明は、前記光路切換手段がプリズムからなることを特徴とする。請求項 5に係る発明は、前記光路切換手段の移動手段が電磁ァクチユエータであることを特徴とする。

請求項 6に係る発明は、前記入力手段が複数であって、各入力手段に対応する光信号検出手段を備え、各々の前記入力検出手段が光電気変換素子からなり、当該光電気変換素子の各々が同一プラットフォーム上に組み付けられており、前記光路切換手段の移動手段が電磁ァクチユエータであることを特徴とする。

請求項 7に係る発明は、前記プラットフォームの材質が金属であることを特徴とする請求項 8に係る発明は、前記プラットフォームの材質が焼結材であることを特徴とする。

請求項 9に係る発明は、前記プラットフォームの材質がプラスチックであることを特徴とする。

請求項 10に係る発明は、前記プラットフォームの材質がガラスであることを特徴とする。

請求項 11に係る発明は、前記光信号検出手段からの電気信号を増幅することを特徴とする。

請求項 12に係る発明は、前記光分岐手段および光信号検出手段の間に集光レンズを設けたこと特徴とする。

請求項 13に係る発明は、前記光信号検出手段に基づいて入力信号の光量が所定の範囲にないことを検知し、光路を切り換えることを特徴とする。

請求項 14に係る発明は、光ファイバコリメータ力もなり光ビームを出射する光入力手段と、光ファイバコリメータからなり光ビームを受光する出力手段と、前記入力手段と前記出射手段との間に配設された固定プリズムと可動プリズム力なる光路切換手段と、可動プリズムを変位させるためのァクチユエータを有する移動手段と、光タップ素子と受光素子からなる監視手段と、前記監視手段からの電気信号により障害有無を判断し障害時に前記ァクチユエータに電気信号を送る制御手段とを備え、前記光ファイバコリメータ、前記可動プリズムに連結した前記ァクチユエータ、前記固定プリズム、前記光タップ素子、前記受光素子のうち、何れか少なくとも二つをプラットフォームに組み付け、前記入力手段と前記切換手段と前記出力手段と前記監視手段を光ビームにより結合したことを特徴とする。

請求項 15に係る発明は、前記入力手段が複数であり、それら入力手段からの光ビームのうち少なくとも二つを監視する、監視手段を有することを特徴とする。

請求項 16に係る発明は、タップ素子と受光素子との間に、集光レンズを配設したことを特徴とする。

請求項 17に係る発明は、少なくとも二つの入射手段により入射した光ビームの一つが選択されて出射手段に結合するに当り、前記固定プリズムに吸収体部分を設けて、前記入射光ビームの一つを該吸収体部分に投射させることを特徴とする。

請求項 18に係る発明は、前記可動プリズムに吸収体部分を設けて、前記入射光ビームの一つを該吸収体部分に投射させることを特徴とする。

発明の効果

請求項 1に係る発明によれば、光入力手段、光路切換手段、光出力手段、光分岐手段および光信号検出手段の各々を光ビームにより直接結合しているため光フアイバ余長処理に相当する空間が従来に比べ減少し小型化できるとともに、煩雑な光フアイバ接続作業が少なくなりコスト低減ができる利点がある。また、プラットフォームが光学定盤の役割を果たすため、位置合わせ精度と角度精度が容易に高められ、そのため組み立て作業が容易であり、良好な光学性能が得やすぐまた長期安定性にも優れる利点がある。

請求項 2に係る発明によれば、光入力手段と光出力手段がレンズ作用を持つ部材を含んでいるので、光出力手段へ伝搬する光ビームの結合効率を高め損失を低減できる利点がある。

請求項 3に係る発明によれば、光入力手段と光出力手段の間隔を短くできるため、さらに小型化できる利点がある。

請求項 4に係る発明によれば、光路切換手段としてプリズムを用いたことによって、他の光路切換手段である磁気光学効果素子、液晶素子、 MACH-ZEHNDER熱光学素子などに比べ低損失ィ匕ならびに低コストィ匕できる利点がある。

請求項 5に係る発明によれば、前記光路切換手段の移動手段を電磁ァクチユエ一タとしているので、他の駆動源である静電気、電界などに比べそれらに要する消費電力が低ぐ発生する駆動力が大きいため高い信頼性が得られる利点がある。

請求項 6に係る発明によれば、複数の光入力手段と光信号検出手段と光路切換手段が同一プラットフォーム上に実装できるため、小型化できる利点がある。

請求項 7に係る発明によれば、汎用の加工技術用いて容易にプラットフォームを高精度に加工できるため良好な光学性能を低コストで得やすい利点がある。

請求項 8に係る発明によれば、プラットフォームの材質が金属に比べさらに高精度に加工できるため良好な光学性能を得やすぐまた長期安定性にも優れる利点がある。

請求項 9に係る発明によれば、汎用の成形技術用いて容易にプラットフォームをカロェできるため必要とされる光学性能を低コストで得やすい利点がある。

請求項 10に係る発明によれば、特別な加工を施すことなく高精度な仕上げ面が得られるため良好な光学性能を得やすく、また長期安定性にも優れる利点がある。請求項 11に係る発明によれば、電磁干渉を有する環境下であっても断線障害を安定して検出できるため信頼性の高い光通信システムを提供できる利点を有する。請求項 12に係る発明によれば、前記光分岐手段および光信号検出手段の間に設けた集光レンズによって光信号検出面積を減らすことができるので、断線障害の検出が高速化され、より信頼性の高、光通信システムを提供できる利点を有する。請求項 13に係る発明によれば、断線障害を定量的に検出できるため、より信頼性の高、光通信システムを提供できる利点を有する。

請求項 14に係る発明によれば、本発明の光路切換装置は、光ファイバコリメータと、光タップ素子と、固定プリズムと、可動プリズムと、フォトダイオードと、可動プリズムを移動するためのァクチユエータを一括してパッケージングしているので、個別にパッケージングした光ファイバ力ブラと、フォトダイオードと、光スィッチを用いている従来の障害時光路切換装置に比べて、大幅に小型化できるとともにパッケージング作業の工数減少に伴うコスト低減ができる利点がある。また、プラットフォームが光学定盤の役割を果たすため、位置合わせ精度と角度精度が容易に高められ、そのため組み立て作業が容易であり、良好な光学性能が得やすぐまた長期安定性にも優れる利点がある。

請求項 15に係る発明によれば、複数の入力手段の断線障害を検出できるため、より信頼性の高い光通信システムを提供できる利点を有する。

請求項 16に係る発明によれば、前記複数の光分岐手段および複数の光信号検出手段の間に設けた集光レンズによって光信号検出面積を減らすことができるので、断線障害の検出が高速化され、より信頼性の高い光通信システムを提供できる利点を有する。

請求項 17に係る発明によれば、他の入射手段により入射した光ビームがノッケージ内で散乱することを防ぎ、必要とする光入射手段からの光信号に加わり影響を及ぼすことが無、ため、より信頼性の高、光通信システムを提供できる利点を有する。請求項 18に係る発明によれば、他の入射手段により入射した光ビームがノ¾ケージ内で散乱することを防ぎ、必要とする光入射手段からの光信号に加わり影響を及ぼすことが無、ため、より信頼性の高、光通信システムを提供できる利点を有する。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(第 1の実施形態）

図 4一図 7は、本発明に係る障害時光路切換装置を説明するための図である。図 4は障害時光路切換装置の構成を示す上面図である。

障害時光路切換装置 31は、光ファイバコリメータ 32— 1と 32— 2 (入力手段）と，光フアイバコリメータ 32— 3 (出力手段）と、光タップ素子 33— 1, 33— 2とフォトダイオード 3 6-1, 36— 2 (監視手段）と、固定プリズム 34と可動プリズム 35 (切換手段）と、プラットフォーム 37と，パッケージケース 38と、エレクトロニクス 39 (制御手段）と力もなる。光ファイバコリメータ 32— 1、 32-2, 32—3は、図 4に示すように並列配置する。各光ファイバコリメータは、光ファイバとその先端に固定したレンズからなる。例えば光ファィバコリメータ 32— 1は、光ファイバ 32— laとレンズ 32— lbからなり、レンズ 32— lbから平行光の光束を出射するように設計、組み立てられている。レンズ 32-lbには、球状レンズ、ドラムレンズ、屈折率が場所により変化する GRINレンズ等のレンズ作用を有するものを使用する。

[0010] 固定プリズム 34と可動プリズム 35はガラス製の直角プリズムであり、それぞれ直角をなす二辺には必要に応じて入射光を反射するための反射膜のコ一ティングを施す。固定プリズム 34の斜辺には図示のように光吸収体 40を取り付ける。可動プリズム 3 5には直角をなす面のうちのひとつに図示のように光吸収体 41を取り付ける。光の吸収体には黒色塗料の塗布膜などを用いる。

固定プリズム 34は、光ファイバコリメータ 32— 1からの光ビーム 42— 1が光ファイバコリメータ 32-3に入射するように配置する。可動プリズム 35は、該プリズムを光ファイバコリメータ 32— 2からの光ビーム 42— 2の光路中に挿入したとき、光ビーム 42— 2が光ファイバコリメータ 32-3に入射するように配置する。可動プリズム 35は、固定プリズム 34より光ファイバコリメータ 32— 1、 32-2, 32— 3に近い位置に配置する。

[0011] 光タップ素子 33—1, 33— 2は、所定の反射率で光ビームを反射させるためのもので、例えばガラスプラットフォームに多層反射膜コーティングを施した板状のものである。反射率は監視が可能な光量になるように設定する。実際には 5%程度にすることが多い。光タップ素子 33— 1, 33— 2は、それぞれ光ビーム 42— 1, 42-2の光路中に揷入し、ほぼ 90度の角度でタップ光ビーム 42— 11, 42— 21を取り出す。

フォトダイオード 36- 1, 36— 2は、それぞれタップ光ビーム 42— 11, 42— 21を受光できるように光ビーム 42— 1 , 42-2とほぼ 90度の角度をなすように配置する。

光ファイバコリメータ 32—1、 32-2, 32— 3と、固定プリズム 35と、光タップ素子 34— 1, 34— 2と、フォトダイオード 37— 1, 37— 2を、前記のような位置関係になるようにプラットフォーム 37に接着固定などの方法で組み付ける。

フォトダイオード 36— 1, 36— 2からの電気配線 43— 1、 43— 2をエレクトロニクス 39と接続する。

[0012] 可動プリズム 35は、プラットフォーム 37に設けた孔 46を通して光ビーム 42— 2の光路中に挿入できるようにする。図 5に示すように可動プリズム 35をァクチユエータ 45 ( 移動手段）に連結する。電気配線 46からの電気信号によってァクチユエータ 45を駆動して可動プリズム 35を上下させる。ァクチユエータ 45には、ソレノイドなど直動機能のものを用いる。ァクチユエータ 45は、可動プリズム 35が光ビーム 42— 2に対して所定の位置になるようにプラットフォーム 37に取り付ける。

要素部品を組み付けたプラットフォーム 37を図 4に示すようにパッケージケース 38 に納め、上蓋をして封止する。（図 4では上蓋の図示を省略している）封止には接着剤封止法や溶接封止法などを用いる。電気配線 43— 1, 43-2, 44はパッケージケース 38の側面力もハーメチックシール法により引き出しエレクトロニクス 39と接続する。光ファイバコリメータ 32— 1, 32-2, 32— 3のファイバビグティルはパッケージケース 38の側面力フィードスルー構造を利用して引き出す。

光ファイバコリメータ 32— 1と 32— 2はそれぞれ現用回線と予備回線に接続され、光ファイバコリメータ 32— 3は受信側回線と接続される。

このように、本実施形態に係る障害時の光路切換装置は、パッケージングしてない小型の光タップ素子と、ノッケージングしてない小型の光スィッチと、フォトダイオードを要素部品として用い、これらの要素部品を 1枚のプラットフォーム上に組み付けたことと、要素部品間を光ビームで結合したことにより小型化且つ低コストィヒを可能にしたものである。

次に、図 6と図 7を使って障害時光路切換装置の動作を説明する。

図 6は、現用回線に障害がなヽ場合の監視状態を示して!/ヽる。

可動プリズム 35はプラットフォーム 37より下側になる位置にセットされている。

現用回線の光ビーム 42— 1は、固定プリズム 34を介して光ファイバコリメータ 32— 3 に入力した後、受信光通信信号 8として送出される。一方、予備回線の光ビーム 42— 2は、光吸収体 40で吸収されてしまう。

現用回線の監視は次のように行われて、る。現用回線の光ビームの一部 42— 11を光タップ素子 33— 1で取り出し、フォトダイオード 36— 1で電気信号に変換し、電気配線 43— 1を介してエレクトロニクス 39に送る。エレクトロニクス 39は、フォトダイオード 3 7— 1からの電気信号を監視することで現用回線の光通信信号 7— 1の伝送状態を監視する。もしも電気信号が受信できなくなったときには現用回線に障害が発生したと判断し、エレクトロニクス 39は電気配線 44を介してァクチユエータ 45に可動プリズム 35を上方向に移動するための電気信号を送出する。

[0014] その結果、図 7に示すように、可動プリズム 35が予備回線の光ビーム 42— 2の光路中に挿入されて、予備回線の光通信信号 7— 2が受信光通信信号 8として送出される。このようにして障害 9が発生した時には、現用回線から予備回線へと切り換えられ受信側回線には支障なく光通信を行うことができる。

現用回線の障害 9が取り除かれた時にはフォトダイオード 36— 1から再び電気信号がエレクトロニクス 39に送られるようになるので、エレクトロニクス 39は可動プリズム 35 をプラットフォーム 37より下側の元の位置に戻すための電気信号をァクチユエータ 45 に送り、元の状態に戻す。

図 7に示す状態で現用回線の障害が除かれて光通信信号が入力されると、図 6における光ビーム 42— 1に相当するものが可動プリズム 35にぶつ力るので、可動プリズム 35の側面に光吸収体 41を取り付けている。（光吸収体を取り付ける位置は図 4に示している。 )

尚、予備回線についても上述の現用回線と同様に、エレクトロニクス 39は光タップ素子 33— 2、フォトダイオード 36— 2を介して入力される電気信号を常時監視して予備回線の光通信信号の伝送状態を監視する

以上説明した本発明の第 1の実施形態は、光ファイバコリメータ 32— 1, 32-2, 32-3 と、固定プリズム 34と、可動プリズム 35と、ァクチユエータ 45とで 2 X I光スィッチの役割を果たし、光タップ素子 33— 1, 33— 2と、フォトダイオード 36— 1, 36— 2と、エレクト口-タス 39で回線の監視機能の役割を果たしており、これらの機能^^積一体ィ匕したものである。

以上説明では、エレクトロニクス 39をパッケージケース 38の外に出した例を示した 1S 必要に応じてパッケージ内に入れてもよい。また固定プリズム 34と可動プリズム 3 5には直角プリズムを使用した例を示したが、光ビームの向きを変えるための鏡を 2枚 V字型に配置したものなどどのようなものでもよい。

[0015] (第 2の実施形態）

図 8— 11は本発明に係る障害時光路切換装置の他の実施形態を説明するための図である。図 8はリング光通信ネットワークを模式的に示したもので、光ファイノからなる現用回線 51と予備回線 52を一組の通信回線としてリング状に敷設し、通信回線の所定の場所に基地局 53— 1, 53-2, 53— 3を設けた例を示している。基地局 53— 1の基本構成は、前段の障害時光路切換装置 54 - 1と、後段の障害時光路切換装置 54 - 2と、光アド 'ドロップ装置 55からなる。前段の障害時光路切換装置 54 - 1には、 2 X 2光スィッチ機能と、現用回線 51を監視する機能を有している。また後段の障害時光路切換装置 54— 2には、 2 X 2光スィッチ機能と、予備回線 52を監視する機能を有している。光アド'ドロップ装置 55は、現用回線 51を伝送している複数の光通信信号の中から所定の光通信信号のみ引き落とし、また現用回線 51を伝送している複数の光通信信号に所定の光通信信号を付加する機能を有する。

基地局 53— 1と 53— 2の間で障害 56が発生した場合、図 9に示すように、基地局 53 1の後段の障害時光路切換装置 54— 2によって現用回線 51と予備回線 52を接続し、一方基地局 53 - 2の前段の障害時光路切換装置 57 - 1によって予備回線 52と現用回線 51を接続することにより、障害 56の場所を回避した迂回回線を構成し光通信に支障がないようにする。

図 10は障害時光路切換装置 61の構成を示しており、光ファイバコリメータ 61— 1, 6 1-2, 61-3, 61— 4と、光タップ素子 62と、固定プリズム 63—1, 63— 2と、可動プリズム 64と、フォトダイオード 65と、プラットフォーム 66と，ァクチユエータ 67 (プラットフォーム 66の下部に配置しているため図示されていない）と、パッケージケース 68と、ェレクト口-タス 69と、プラットフォームに設けた孔 70と力もなる。

光ファイバコリメータ 61— 1, 61-2, 61-3, 61— 4の端部をそれぞれ a, b, c, dとする。端部 aに入力された光通信信号の一部は、光タップ素子 62で取り出され、フォトダイオード 65で電気信号に変換され、エレクトロニクス 69に送られて光通信信号の伝送状態の監視に使われる。

図 10は、可動プリズム 64が下の位置にセットされた状態であり、端部 aと端部 bが接続され、また端部 cと端部 dが接続されている。光スィッチ切り換えの電気信号がエレタトロ-タス 69からァクチユエータ 67に送られたときは、図 11に示すように、可動プリズム 64が上の位置に移動し、端部 aと端部 dが接続され、また端部 cと端部 bが接続される。

それぞれの基地局において前段の障害時光路切換装置は、端部 aを現用回線 51 の入力側と接続し、端部 bを光アド'ドロップ装置の入力側と接続し、端部 cを後段の障害時光路切換装置の端部 bと接続し、端部 dを予備回線 52の出力側と接続する。一方、後段の障害時光路切換装置は、端部 aを予備回線 52の入力側と接続し、端部 bを前段の障害時光路切換装置の端部 cと接続し、端部 cを光アド'ドロップ装置の出力側と接続し、端部 dを現用回線 51の出力側と接続する。

[0017] 基地局 53— 1と 53— 2の間で図 9に示すような障害 56が発生した場合について、迂回回線を設定する手順を説明する。まず基地局 53 - 2の前段の障害時光路切換装置 56— 1によって障害 56が発生したことが検知される。そこで障害時光路切換装置 5 7— 1を駆動して予備回線 52と現用回線 51を接続する。同時に基地局 53— 1に障害 56が発生したことを通知する。基地局 53— 1では直ちに後段の障害時光路切換装置 54— 2を駆動して現用回線 51と予備回線 52を接続する。このようにして、図 8に示すように、現用回線 51と予備回線 52からなる迂回回線が設定され、障害による光通信の途絶を回避できる。障害が回復したときには基地局 53— 2の障害時光路切換装置 57— 1と基地局 53— 1の障害時光路切換装置 54— 2を元の状態に戻すことによって通常の通信状態に復帰する。

[0018] 以上説明したように、本発明の光路切換装置は、光ファイバ余長処理に相当する空間が従来に比べ減少し小型化できるとともに、煩雑な光ファイバ接続作業が少なくなりコスト低減ができる利点がある。このような二つの効果の結果、本発明の光路切換装置をプリント板に実装する場合の占有面積を従来のものと比べてみると少なくとも 1Z20に縮小されている。また本発明の光路切換装置は、光ファイバコリメータと、光タップ素子と、固定プリズムと、可動プリズムと、フォトダイオードと、をプラットフォーム上に組み付け光ビームによって結合している力プラットフォームが光学定盤の役割を果たすため、位置合わせ精度 0. 5 mと角度精度 0. 01度を容易に達成でき、そのため組み立て作業が容易であり、良好な光学性能が得やすぐまた長期安定性にも優れる利点がある。

産業上の利用可能性 [0019] 光情報ネットワーク、光 LAN (Local Area Network)等の光通信分野に使用される光通信装置等に適用できる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]ポイント 'ツー 'ポイント光通信ネットワークで使われている障害時回線切換の一例を説明するための図である。

[図 2]障害時光路切換装置のブロック図である。

[図 3]従来の障害時光路切換装置の一実例である。

圆 4]本発明の一実施形態に係る障害時光路切換装置の斜視図である。

[図 5]本発明の一実施形態に係る障害時光路切換装置の可動プリズムとァクチユエータを説明するための図である。

[図 6]本発明の一実施形態に係る障害時光路切換装置において、障害が発生していない場合の動作を説明するための図である。

[図 7]本発明の一実施形態に係る障害時光路切換装置において、障害が発生した場合の動作を説明するための図である。

[図 8]リング光通信ネットワークで使われている障害時回線切換の一例を説明するための図である。

[図 9]障害が発生したときの障害時光路切換装置の動作を説明するための図である。

[図 10]本発明の他の実施形態に係る障害時光路切換装置の斜視図であり、障害が発生して、な、場合の動作を説明するための図である。

[図 11]本発明の他の実施形態に係る障害時光路切換装置において、障害が発生した場合の動作を説明するための図である。

符号の説明

[0021] 1 光送信機 1

2 光受信機

3 光ファイバカプラ

4 現用回線

5 予備回線

6 障害時光路切換装置 -1, 7-2 光通信信号

受信光通信信号

受信側回線

1- 1. 11-2 光タップ回路

2— 1、 12-2 フォトダイオード

3 光スィッチ

4-1, 14-2 電気配線

5 エレクトロニクス

6 電気配線

1- 1, 21-2 光ファイバカプラ

2- 1, 22-2 フォトダイオード

3 光スィッチ

4-1, 24-2 電気配線

5 エレクトロニクス

6 電気配線

7-11, 27-12, 27-21, 27—22 光ファイバ接続部

8 プリント板

9-1, 29-2, 29-329 光コネクタ

1 障害時光路切換装置

2-1, 32-2 光ファイバコリメータ（光入力手段）

2- 3 光ファイバコリメータ (光出力手段）

3- 1, 33-2 光タップ素子 (光分岐手段）

4 固定プリズム (光路切換手段）

5 可動プリズム (光路切換手段）

6-1, 36-2 フォトダイオード (光信号検出手段）（光電気変換素子)7 プラットフォーム

8 パッケージケース

9 エレクトロニクス , 41 光吸収体

-1, 42-2 光ビーム

- 11 光ビームの一部

- 1, 43, 2 電気配線

電気配線

ァクチユエータ

プラットフォームに設けた孔

現用回線

予備回線

- 1, 53-2, 53-3 基地局

- 1, 54-2 障害時光路切換装置

光アド 'ドロップ装置

-1 障害時光路切換装置

障害

障害時光路切換装置

-1, 61-2, 61-3, 61—4 光ファイバコリメータ光タップ素子

-1, 63-2 固定プリズム

可動プリズム

フォトダイオード

プラットフォーム

ァクチユエータ

ノッケージケース

エレクトロニクス

孔

Claims

請求の範囲

[I] 光入力手段、光路切換手段、光出力手段、光分岐手段および光信号検出手段を有する光路切換装置において、前記光入力手段、光路切換手段、光出力手段、光分岐手段、光信号検出手段のうち少なくとも 2つをプラットフォームに組み付けたことを特徴とする光路切換装置。

[2] 前記光入力手段および光出力手段はレンズ作用を持つ部材を含んで、ることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[3] 前記光入力手段から出た光束が略平行であることを特徴とする請求項記載の第 1 項記載の光路切換装置。

[4] 前記光路切換手段がプリズムからなることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[5] 前記光路切換手段の移動手段が電磁ァクチユエータであることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[6] 前記入力手段が複数であって、各入力手段に対応する光信号検出手段を備え、各々の前記入力検出手段が光電気変換素子力なり、当該光電気変換素子の各々が同一プラットフォーム上に組み付けられており、前記光路切換手段が電磁ァクチュエータからなることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[7] 前記プラットフォームの材質が金属であることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[8] 前記プラットフォームの材質が焼結材であることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[9] 前記プラットフォームの材質がプラスチックであることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[10] 前記プラットフォームの材質がガラスであることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[II] 前記光信号検出手段からの電気信号を増幅していることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[12] 光分岐手段および光信号検出手段の間に集光レンズを設けたこと特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[13] 前記光信号検出手段に基づいて入力信号の光量が所定の範囲にないことを検知し、光路を切り換えることを特徴とする請求項 1記載の光路切換装置。

[14] 光ファイバコリメータ力なり光ビームを出射する光入力手段と、光ファイバコリメ一タからなり光ビームを受光する出力手段と、前記入力手段と前記出射手段との間に配設された固定プリズムと可動プリズムカゝらなる光路切換手段と、可動プリズムを変位させるためのァクチユエータを有する移動手段と、光タップ素子と受光素子からなる監視手段と、前記監視手段からの電気信号により障害有無を判断し障害時に前記ァクチユエータに電気信号を送る制御手段とを備え、前記光ファイバコリメータ、前記可動プリズムに連結した前記ァクチユエータ、前記固定プリズム、前記光タップ素子、前記受光素子のうち、何れか少なくとも二つをプラットフォームに組み付け、前記入力手段と前記切換手段と前記出力手段と前記監視手段を光ビームにより結合したことを特徴とする光路切換装置。

[15] 前記入力手段が複数であり、それら入力手段力の光ビームのうち少なくとも二つを監視する、監視手段を有する請求項 14記載の光路切換装置。

[16] タップ素子と受光素子との間に、集光レンズを配設したことを特徴とする請求項 15 記載の光路切換装置。

[17] 少なくとも二つの入射手段により入射した光ビームの一つが選択されて出射手段に結合するに当り、前記固定プリズムに吸収体部分を設けて、前記入射光ビームの一っを該吸収体部分に投射させることを特徴とする請求項 16記載の光路切換装置。

[18] 前記可動プリズムに吸収体部分を設けて、前記入射光ビームの一つを該吸収体部分に投射させることを特徴とする請求項 17記載の光路切換装置。